Biyomühendislik

HPMA ve poli(Q4-VP) bazlı çift katmanlı antimikrobiyal yara örtüsünün üretimi ve karakterizasyonu

2014-01-01T00:00:00Z

HPMA ve poli(Q4-VP) bazlı çift katmanlı antimikrobiyal yara örtüsünün üretimi ve karakterizasyonu Cemre, Demirkan Bu tez çalışmasında kendiliğinden iyileşmesi güç ve enfeksiyon riski yüksek olan yaraların iyileşmesini hızlandıracak ve yarayı bakteriyel istiladan koruyarak yara bölgesinde oluşabilecek ikincil travmaları önleyebilecek özellikte, toksik madde salım sorunu olmayan, poli(Q4-VP)-HPMA bazlı çift katmanlı yara örtülerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yara örtüsünün antibakteriyel tabakasını oluşturan poli(Q4-VP) polimerinin sentezi iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada 4-vinil piridin monomerinden serbest radikal polimerizasyonu ile poli(4-vinil piridin) polimeri sentezlenmiştir. İkinci aşamada ise üretilen poli(4-VP) polimeri 6-bromokaproik asit ile alkillenme reaksiyonuna sokularak antibakteriyel özellik göstermesi beklenen poli(Q4-VP) polimeri sentezlenmiştir. Sentezlenen polimerlerin yapısal analizi FT-IR ile gerçekleştirilmiştir. Yara örtü malzemesinin ilk katmanını oluşturacak olan makrogözenekli süngerimsi yapı HPMA'nın kriyojelasyonu ile hazırlanmıştır. Malzemenin ikinci katmanını oluşturan antibakteriyel poli(Q4-VP) membran ise elektroeğirme yöntemiyle kriyojel yapı üzerine yerleştirilmiştir. Oluşan çift katmanlı yara örtüleri SEM ile karakterize edilmiştir. Son olarak yara iyileşmesini arttırması amacıyla kriyojel tabakaya doğal iyileşme prosesinde etkili olan askorbik asit (C vitamini) yüklenmiş, C vitamini salımı UV spektrofotometre ile izlenmiştir. Üretilen çift katmanlı yara örtülerinin antibakteriyel özellikleri S.aureus'a ve antifungal özellikleri C.albicans'a karşı incelenmiştir. Tez çalışması sonunda, çift katlı antibakteriyel özellikte, yüksek şişme kapasitesine sahip, yara iyileşmesini uyarıcı özellikte, geçici örtüler elde edilmiştir. Tez (Yüksek Lisans) - Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014

Kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere mezenkimal kök hücreler ile poli (ɛ-kaprolakton) scaffold arasındaki etkileşimin incelenmesi ve 3d doku modelinin geliştirilmesi

2014-01-01T00:00:00Z

Kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere mezenkimal kök hücreler ile poli (ɛ-kaprolakton) scaffold arasındaki etkileşimin incelenmesi ve 3d doku modelinin geliştirilmesi Toptaş, Hilal İnsanlarda kıkırdak hasarı, Dünyada ve Türkiye'de görülme sıklığı gün geçtikçe artan sağlık problemlerinden biridir. Sağlık Bakanlığı tarafından 2010 yılında 15 yaş üstü bireylerde yapılan bir araştırmaya göre; ülkemizde 4,7 milyon kişinin kıkırdak dejenerasyonu hastası olduğu rapor edilmiştir. Kıkırdak tedavisinde çeşitli yöntemler (konservatif ve cerrahi) uygulanmasına rağmen, problemlerin giderilmesinde halen ciddi sorunlar mevcuttur. Bu nedenle son yıllarda kıkırdak doku mühendisliğine yönelik çalışmalar oldukça önem kazanmıştır. Özellikle doku mühendisliğinde kök hücre (KH) ve biyomalzeme alanındaki gelişmeler kıkırdak hasarlarının giderilmesinde yeni umutlara yol açmıştır. Biyomalzemeler arasında kıkırdak doku mühendisliğinde en çok kullanılan scaffoldlardan (doku iskelesi) bir tanesi poli epsilon kaprolakton (PCL)'dur. Son yıllarda PCL ve mezenkimal kök hücreler (MKH) arasında yapılan çeşitli çalışmalar bulunmasına rağmen, şimdiye kadar PCL'nin hangi doku kaynağından elde edilen mezenkimal kök hücreler ile daha iyi etkileşime girdiğini gösteren çalışmalar oldukça yetersizdir. Bununla birlikte PCL scaffold ile mezenkimal kök hücrelerden oluşan üç boyutlu kültürlerin kondrosit farklılaşması üzerindeki etkisi ile ilgili çalışmalar da az sayıdadır. Ayrıca, kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak amacıyla; PCL scaffold ile olfaktör bulb kaynaklı mezenkimal kök hücreler arasındaki etkileşimle ilgili literatürde herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Buna göre de bu tez çalışmasının amacı; adipoz, kordon matrisi ve olfaktör bulb gibi farklı kaynaklardan elde edilen mezenkimal kök hücreler ile PCL scaffold arasındaki etkileşimi karşılaştırmalı olarak incelemek, sonrasında oluşturulan üç boyutlu kültürler üzerinde kondrogenezisin gerçekleştirilmesi sonucunda hangi mezenkimal kök hücre kaynağının kondrosite daha iyi farklılaştığını belirlemek ve bu sonuçlar doğrultusunda kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere mezenkimal kök hüre kaynağı olarak en uygun kök hücre kaynağını önermektir. Tez kapsamında amaca ulaşmak için; adipoz, kordon matrisi ve olfaktör bulb dokularından elde edilmiş mezenkimal kök hücrelerin PCL scaffold yüzeyinde üç boyutlu hücre kültür modelleri 12 gün boyunca MTT (3-(4,5-dimetiltriazol-2-il)-2,5- difeniltetrazolium bromid) ve Canlı/Ölü boyaması ile canlılık analizleri, CM-DiI boyaması ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskop) görüntüleri takip edilerek optimize edilmiştir. Hazırlanan üç boyutlu hücre kültür modellerinde ki kondrojenik farklılaşma; MTT, Canlı/Ölü boyaması, NO (Nitrik Oksit) analizi, SEM görüntüleri, RNA izolasyonu ve cDNA eldesini takiben yapılan PZR (Polimeraz Zincir Reaksiyonu) ve Eş zamanlı PZR ve histolojik analizler ile 26 gün boyunca takip edilmiştir. Yapılan tüm bu çalışmalar sonucunda; kordon matrisi ve PCL scaffold ile hazırlanan üç boyutlu hücre kültür modelinin kondrojenik farklılaşmasının, adipoz doku ve olfaktör bulb kaynaklı mezenkimal kök hücreler ile hazırlanan hücre kültür modelinin kondrojenik farklılaşmasına göre daha hızlı gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ayrıca yapılan eş zamanlı PZR ön çalışması sonucuna göre; olfaktör bulb kaynaklı mezenkimal kök hücre ve PCL scaffold ile hazırlanan üç boyutlu hücre kültür modelinde hiyalin kıkırdak gen ekspresyon özelliklerine benzer en yakın yapının elde edildiği görülmüştür. MTT ve NO analizi sonuçları istatistiksel olarak parametrik yöntemler olan ANOVA ve student t test ile belirlenmiştir. Tüm veriler Statistical Packages of Social Sciences (SPSS, version 19.0 for Windows) programı ile çalışılarak ve p<0,05 değeri istatistiki olarak anlamlı kabul edilmiştir. Sonuç olarak bu tez çalışması kapsamında ilk kez olarak; kondrogenez aşamasında adipoz, kordon matrisi ve olfaktör bulb gibi farklı kaynaklardan elde edilen mezenkimal kök hücreler ile PCL scaffold arasındaki etkileşim karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; PCL'nin her üç kaynaktan elde edilen mezenkimal kök hücreler ile etkileşime girdiği, fakat en etkin sonucun olfaktör bulb kaynaklı mezenkimal kök hücreler ile olduğu belirlenmiştir. Ayrıca ilk defa olarak; kıkırdak doku mühendisliğinde, olfaktör bulb kaynaklı mezenkimal kök hücrelerinin PCL scaffold ile hazırlanan üç boyutlu kültür üzerinde kondrositlere farklılaştığı saptanmıştır. Bu sonuçlar; gelecekte kıkırdak doku mühendisliğinde kullanılmak üzere yeni bir mezenkimal kök hücre kaynağının kullanım potansiyelini ortaya çıkarmıştır. Anahtar Kelimeler: Scaffold, kıkırdak doku mühendisliği, mezenkimal kök hücreler Tez (Yüksek Lisans) - Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014

Mikrobiyal yakıt hücrelerinde verimi arttırmak amacıyla yeni elektrot ve membranların tasarlanması

2014-01-01T00:00:00Z

Mikrobiyal yakıt hücrelerinde verimi arttırmak amacıyla yeni elektrot ve membranların tasarlanması Ağır, İsmail Günümüzde teknoloji artık hayatımızın içerisinde her zaman yer almaktadır. Bunun sonucunda teknolojik altyapı ve donanımları kullanmak için gereken toplam enerji de artmıştır. Artan enerji ihtiyacını karşılamak için yeni çözümlere ihtiyaç vardır. Mikrobiyal yakıt hücreleri veya mikrobiyal yakıt pilleri (MYP) mikroorganizmaların gerçekleştirdiği biyoreaksiyonları kullanarak elektrik akımı üreten cihazlardır. Mikrobiyal yakıt pilleri, biyokütleden elektrik enerjisi üretilmesinde yepyeni yaklaşımlar getirmektedir. MYP'lerin sahip olduğu kullanım imkanları çok farklı amaçlar için yeniden tasarlamalarını sağlamıştır. Ancak gerçek hayatta uygulanma örnekleri çok azdır bunun önde gelen nedeni ise yüksek malzeme maliyetleridir. Bu maliyetlerinden büyük bir kısmını elektrot ve membranlar oluşturmaktadır. Membranlar proton aktarımını sağlayan malzemelerden üretilmektedir. Elektrotlar ise bakterilerin tutunmasına uygun bir yapıda olmalıdır. Çalışmamızda çok düşük maliyetler ile elde edilen membran ve elektrotlar kullanılmıştır. Bu elektrot ve membranların sağladığı verim katkısı incelenmiştir. Buna göre MYP'lerde kullanılan ve mevcut pahalı malzemelere alternatif olabilecek malzemelerin tasarlanabileceği gösterilmiştir. Tez (Yüksek Lisans) - Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014

Fusobacterium nucleatum laktat dehidrogenez enzimini kodlayan genın izolasyonu klonlanması ve analizi

2013-01-01T00:00:00Z

Fusobacterium nucleatum laktat dehidrogenez enzimini kodlayan genın izolasyonu klonlanması ve analizi Sarıyer, Emrah Birçok iltihaplı hastalıklara sebep olan Fusobacterium nucleatum fusobakteri ailesinden, gram negatif ve obligatif anaerob bakteridir. İnvaziv ve pro-inflamatuar etkiye sahip bu anaerobik bakteri kolorektal karsionama, periodontal hastalıklar ve perikardit gibi birçok yumuşak doku hastalığına sebep olmaktadır. Dünya sağlık örgütünün raporlarında göre, Fusobacterium nucleatum kaynaklı kolorektal kanser vakalarında 610.000’e yakın ölüme neden olmaktadır. Bu sebeple bakteriyel infeksiyonu baskılamak amacıyla F. nucleatum’un metabolizmasının bilinmesi gerekmektedir. Laktat dehidrogenaz enzimi anaerobik glikolizis ve hücre içi biyomoleküllerin üretiminde önemli rol oynamaktadır. Bu enzim yeni ilaç tasarım çalışmalarında muhtemel hedef molekül seçilmiştir. Bu tez çalışmasında laktat dehidrogenaz enzimini kodlayan gen Fusobacterium nucleatum genomik DNA’sından izole edilmiş, PCR ile amplifiye edilmiştir ve literatürde ilk defa standart protokol uygulanarak pGEM-T easy vector sistemine klonlanmıştır. Klonlanan Fusobacterium nucleatum laktat dehidrogenaz (FnLDH) enzimini kodlayan gen nükleotit ve aminoasit düzeyinde analiz edilmiştir. FnLDH aminoasit dizisinin insandaki eşdeğeri olan LDH ile çakıştırılması ile 98-109 residüleri arasındaki enzimin aktif bölgesi önemli farklılıklar göstermiştir. Gen ifadesi için FnLDH geni ekspresyon vektörü olan pKK223-3 vektörüne alt-klonlama yapılmış ve E. coli JM109 hücresinde ifadesi yapılmıştır. Hücrelerin sonikasyonu sonrası supernatant kısmında az miktarda protein gözlemlenmiş ve enzimin çoğu pellet xiii kısmında bulunmuştur. Uygun sistemlerde gen ifadesi sonrası aktif ve çözünebilir fazda protein üretimi, yapıya dayandırılmış ilaç tasarım çalışmalarında oldukça önemlidir. Yapılan SDS-PAGE analizi sonucu 34.697 Da moleküler ağırlıktaki protein gözlemlenmiştir fakat yeterli miktarda üretim ve aktif enzim olmadığından, aLICator LIC ekspresyon sisteminin avantajlarından yararlanmak amacıyla FnLDH geni pLATE31 vektörüne klonlanmıştır. Çözünebilir fraksiyonda başarılı bir şekilde ifade edilmiş ve Ni-NTA agaroz kolonu kullanılarak % 95 oranında saflaştırılabilmiştir. Saflaştırılan 34.697 Da molekül ağırlığındaki FnLDH SDS-PAGE’de analiz edilmiştir. Saflaştırılan FnLDH enziminin spesifik aktivitesi, NADH ve piruvat kullanılarak ölçülmüştür ve daha sonraki kinetik analizler için yeterli aktivite görülmüştür. Çalışmamızda üç boyutlu kristal yapısı bilinen Lactobacillus casei L-laktat dehidrogenaz kalıp alınarak Fusobacterium nucleatum laktat dehidrogenaz enzimi için bir model oluşturulmuştur. Bu iki enzim arasındaki benzerlik %41’dir. Proteinlerin üç boyutlu yapısını modellemek için karşılaştırmalı modelleme prensibine dayanan homoloji modelleme yöntemi kullanılmıştır. Oluşturulan 3D yapısı MODELLER programı kullanılarak yapılandırılmıştır. Bu program yapısı belirlenmek istenen yapı ile bilinen yapıları karşılaştırarak model oluşturur. 3D boyutlu yapı ile ilgili değerlendirmeler ve düzeltmeler web tabanlı ERRAT, PROSA, HYPERCHEM ve RAMPAGE kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Proteindeki muhtemel ligand bağlanma bölgeleri web tabanlı SiteFinder, Pocket-Finder ve DoGSiteScorer programları kullanılarak belirlenmiştir. 98-109 arası residüler ligandın bağlanması için en uygun bölge olduğu ve bu bölgenin insan kas LDH’ında eşdeğer bölgesinden farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Mevcut çalışma Fusobacterium nucleatum’un enerji metabolizmasında laktat dehidrogenaz enziminin rolünün ve yapıya dayandırılmış ilaç tasarım çalışmalarında kullanılabilir uygulamaların anlaşılmasına yardımcı olabileceği düşünülmektedir. Tez (Yüksek Lisans) - Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013